JPH077868B2 - 多層プリント基板の基準穴位置検出方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、多層プリント基板にこれの基準マークを目標
として加工した基準穴の実際の座標位置を求める多層プ
リント基板の基準穴位置検出方法及び装置に関するもの
である。

（ロ）従来の技術 多層プリント基板を製造する際には、内層板に設けられ
た電気配線図形と、外層板に形成する電気配線図形とを
正確に位置合わせする必要がある。このため、内層板に
は電気配線図形の基準位置となる基準マークが設けられ
ている。この基準マーク位置に基準穴の穴あけを行な
い、基準穴を基準として外層板の電気配線図形を形成す
る。内層板の基準マークは外部からは見えない。基準マ
ークを肉眼で見えるようにするために、エンドミル等で
座ぐり加工を行ない、基準マークを露出させる方法があ
るが、適切な深さの座ぐり加工を行なう作業は面倒であ
り、作業効率が悪い。このため、Ｘ線を用いた透過像か
ら基準マークを求める方法がある。例えば、特開昭56-1
26999号公報には、基準マークの位置を自動的に検出す
る方法が示されている。すなわち、透過像の映像信号を
２値化し、得られる２値映像パターンとあらかじめ記憶
させてある基準マークのパターンとの一致度を全画面に
ついて求める。この一致度が最大となる座標位置を検出
することにより基準マーク位置を求める。次いで、得ら
れた基準マーク位置を目標としてドリルを用いて基準穴
の加工を行なう。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上述のようにして求めた基準マーク位置を目標として基
準穴の穴あけ加工が行なわれるので、基準マーク位置と
基準穴とは一致するはずであるが、どの程度の精度で位
置が一致しているか確認する方法については上記公報な
どには示されていない。Ｘ線透過像から得られる２値画
像に基づいて基準穴に対応する２値情報の画素数を相加
平均することにより、基準穴の中心の座標を求めること
も可能であるが、基板の切粉などが付着して、得られる
基準穴の２値画像が真円でない場合には相加平均を求め
ただけでは中心位置がずれる可能性があり、正確に基準
穴の中心位置を求めることができない。本発明はこのよ
うな課題を解決することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、基準穴の２値画像からこれの点対称となる点
対称２値画像を作成し、基準穴の２値画像と基準穴の点
対称２値画像との論理和を取り、これによって得られる
論理和２値画像の基準穴の中心を求めることにより、上
記課題を解決する。すなわち、本発明による多層プリン
ト基板の基準穴位置検出方法は、基準穴の周辺位置へＸ
線を照射し、受像カメラによって透過像を得る工程、得
られた透過像を２値化して２値画像を得る工程、基準穴
よりも大きい枠を有するウィンドウを２値画像内で移動
させ、（ａ）ウィンドウの中心に基準穴に対応する２値
情報があること、（ｂ）ウィンドウの枠上に基準穴に対
応する２値情報がないこと、及び（ｃ）ウィンドウ内に
基準穴に対応する２値情報の画素数が所定以上存在する
ことの（ａ）〜（ｃ）の条件が全部満たされる位置を求
める工程、上記のようにして求められたウィンドウの位
置におけるウィンドウ内の２値画像の点対称２値画像を
作成する工程、ウィンドウ内の２値画像と作成された点
対称２値画像との一致度の最も高い状態における論理和
２値画像を作成する工程、論理和２値画像の基準穴に対
応する２値情報の画素数のＸ方向及びこれに直交するＹ
方向の相加平均値を求める工程、ウィンドウの中心位置
及び上記Ｘ方向及びＹ方向の相加平均値から基準穴中心
位置の座標を求める工程、の各工程から構成される。

また、上記方法を実施する本発明による多層プリント基
板の基準穴位置検出装置は、多層プリント基板（14）に
Ｘ線を照射可能なＸ線発生器（10）と、多層プリント基
板を透過したＸ線から透過像を得る受像カメラ（12）
と、受像カメラによって得られた透過像を２値化する２
値化手段（26）と、２値画像上の基準穴よりも大きい枠
（36b）を有するウィンドウ（36）をこれの内側に基準
穴の画像が包囲される位置まで移動させる基準穴検出手
段（50）と、基準穴検出手段によって検出された位置に
おけるウィンドウ内の２値画像の点対称２値画像を作成
する点対称２値画像作成手段（51）と、ウィンドウ内の
２値画像と点対称２値画像との一致度が最も高い状態に
おける論理和２値画像を作成する論理和手段（52）と、
論理和２値画像内の基準穴に対応する２値情報の画素数
のＸ方向及びこれに直交するＹ方向の相加平均値を求め
る相加平均手段（54）と、ウィンドウの中心位置及び上
記Ｘ方向及びＹ方向の相加平均値から基準穴中心位置の
座標を求める基準穴中心座標演算手段（56）と、から構
成される。なお、かっこ内の符号は後述の実施例の対応
する部材を示す。

（ホ）作用 ウィンドウ内の基準穴の２値画像からこれの点対称２値
画像（すなわち、上下左右を反転した画像）を作成し、
２値画像と点対称２値画像とが最も一致した位置で両画
像の論理和を取ることによって得られる論理和２値画像
の基準穴の画像は、これの中心に関して必ず対称な画像
となる。すなわち、穴あけ加工時に発生する切粉が基準
穴の周囲に付着し、見掛け上基準穴の形状が非円形とな
っても、上記のようにして論理和を取ることにより基準
穴の論理和２値画像はこれの中心に関して対称となる。
この対称な基準穴の論理和２値画像からＸ方向及びＹ方
向の相加平均値を演算し、これから中心位置を求めるの
で、基準穴が最初から円形の場合と同様の精度で基準穴
の中心位置の座標を求めることができる。こうして求め
られた基準穴の中心の座標位置と基準マークの中心の座
標位置とから基準穴の位置精度を評価することができ
る。

（ヘ）実施例 第１図に本発明の実施例をブロック図として示す。互い
に対面するように配置されたＸ線発生器10及びＸ線用IT
Vカメラ12の間の所定位置に、多層プリント基板14が設
置される。なお、Ｘ線用ITVカメラ12から一定距離の位
置に基準穴加工用のドリル13が設けられている。多層プ
リント基板14は内層部に円形の基準マーク16を有してい
る。Ｘ線用ITVカメラ12によって得られた透過像信号はA
Dコンバータ18に送られ、ここで256×256の画素として6
4階調にデジタル化される。デジタル化された画像情報
は画像メモリー20に記憶される。また、ADコンバータ18
からのデジタル画像情報はDAコンバータ22を介してモニ
ターテレビ24に送られ、これによりモニターテレビ24の
画面に透過像を映し出すことができる。画像メモリー20
に記憶されたデジタル画像情報は、２値画像変換器26に
よって所定のしきい値レベルで「１」又は「０」の２値
画像に変換される。例えば、所定の明かるさよりも明か
るい画像部分は「１」とし、逆に暗い画像部分は「０」
とされる。これにより、例えば第２図に示すような２値
画像が得られることになる。このようにして変換された
２値画像も画像メモリー20に記憶される。この２値画像
に基づいて、後述のようにして、基準マーク検出器28に
より基準マーク16の検出が行なわれ、また重心演算器30
によって基準マーク16の重心が求められる。更に、基準
マーク中心座標演算器31により、基準マーク16の座標が
求められる。

多層プリント基板14には、Ｘ線用ITVカメラ12と所定の
位置関係に設けられたドリル13によって基準穴17が加工
される。加工された基準穴17に対してもＸ線用ITVカメ
ラ12によって透過像が得られ、基準マーク16の場合と同
様に２値画像が得られ、これが画像メモリー20に記憶さ
れる。この２値画像に基づいて基準穴検出器50によって
基準穴17の検出が行なわれ、画像反転器51及び画像補正
器52によって補正が行なわれた後、重心演算器54によっ
て基準穴17の重心の演算が行なわれる。更に、基準穴中
心座標演算器56により基準穴17の座標が求められ、比較
器58において基準マーク16の座標と基準穴17の座標との
比較が行なわれる。

次に、基準マーク検出器28、重心演算器30及び基準マー
ク中心座標演算器31における基準マーク16の検出動作に
ついて説明する。モニターテレビ24の画面には、例えば
第３図に示すような画像が映し出される。第３図中でハ
ッチングを施した部分32が「０」の画素に対応し、これ
以外の部分34が「１」の画素に対応する。このモニター
テレビ24の画面上を所定の大きさの八角形のウィンドウ
36が画面左端上から右方向へ走査する。走査位置は上部
から下部へ１画素分ずつ移動していく。ウィンドウ36の
移動の際、第７図に示すようなフローにより、基準マー
ク16の検出が行なわれる。すなわち、ウィンドウ36の中
心36aに「０」画素（すなわち、基準マーク16に対応す
る２値情報）があるかどうかを判断し（ステップ10
0）、これが検出されるまではウィンドウ36の移動を継
続する（同140）。ウィンドウ36の中心36aに「０」画素
が検出された場合には、ウィンドウ36の枠36b上に
「０」画素があるかどうかを判断し（同110）、「０」
画素がある場合にはウィンドウ36の移動を続行する（同
140）。ウィンドウ36の枠36b上に「０」画素がない場合
には、ウィンドウ36内にある「０」画素の数が所定以上
であるかどうかを判断する（同120）。所定以上の
「０」画素がない場合には、ウィンドウ36の移動を続行
する（同140）。ウィンドウ36内に所定以上の「０」画
素がある場合には、ウィンドウ36の移動を停止し、
「０」画素のＸ方向（第３図で横方向）及びＹ方向（第
３図で縦方向）のそれぞれ相加平均値を求める（同13
0）。これにより、ウィンドウ36内における「０」画素
の重心位置、すなわち、基準マーク16の中心位置、が求
められる。ウィンドウ36の位置及びウィンドウ36内にお
ける基準マーク16の中心位置が求められたので、これに
より基準マーク16の中心位置の座標を求めることができ
る（同150）。上記動作は約0.5秒で完了することができ
る。

上述のステップ100、110及び120によってウィンドウ36
内に基準マーク16を捕えることができることは、第４、
５及び６図から明らかである。すなわち、第４図に示す
位置にウィンドウ36が移動した場合には、ステップ100
は通過するもののステップ110を通過することができな
い。また、第５図に示す状態においてもステップ110か
らステップ120に進むことができない。第６図に示す状
態において始めてステップ110からステップ120へ進むこ
とができる。この場合にはウィンドウ36内に基準マーク
16が位置していることになる。なお、ステップ120で
「０」画素の数を判断するのは、不純物、汚れなどによ
りウィンドウ36の中心位置にのみ「０」画素が存在した
ような場合に、基準マーク16と誤認することを防止する
ためである。従って、ステップ120の所定数は基準マー
ク16の画素数に対応した値よりもわずかに小さい値が設
定されている。

次に、上述のようにして検出された基準マーク16の座標
に対応する位置までドリル13を移動させ、多層プリント
基板14に基準穴17の加工を行なう。

加工された基準穴17の座標は基準穴検出器50、画像反転
器51、画像補正器52、重心演算器54及び基準穴中心座標
演算器56により次のようにして求められる。基準穴17加
工後は、モニターテレビ24の画面に例えば第８図に示す
ような画像が映し出される。第８図中でハッチングを施
した部分60が「０」の画素に対応し、これ以外の部分62
（基準穴17）が「１」の画素に対応する。このモニター
テレビ24の画面上を前述と同様の８角形のウィンドウ36
によって走査することにより、第９図に示すフローによ
り基準穴17の位置を検出する。なお、第９図に示すフロ
ーは、第７図に示したフローとは「０」と「１」とが逆
となっているたけで基本的には同様のものである。これ
は、穴に対応する部分が「１」に対応し、これ以外の部
分が「０」に対応するからである。第９図に示すフロー
により、第10図に示すようにウィンドウ36内に基準穴17
を捕えることができる。

次に、基準穴17の画像の補正を行なう。すなわち、第11
図に示すようにウィンドウ36内の２値画像の点対称２値
画像64（すなわち、上下左右を反転した２値画像）を作
成し、これを利用して基準穴17の重心を求める。このた
めのフローを第12図に示す。まず、上述のように点対称
２値画像64を作成し（ステップ200）、この点対称２値
画像64をモニターテレビ24内で左端上から右側へ移動さ
せ、右端への移動が完了すると１画素分だけ下側へ移動
し、同様に左端部から右端部へ移動させる（第13図参
照）。この動作をモニターテレビ24内の左端上から右端
下まで行なわせる（同210）。この間、ウィンドウ36内
の２値画像と点対称２値画像64との間で各画素に対し、
論理積をとり、結果が「１」の画素数を求める（同22
0）。次いで、得られた加算値の比較を行ない、加算さ
れた値が最も大きい位置を求める（同230）。次いで、
この求められた位置へ点対称２値画像64を移動させ（第
14図参照）、この点対称２値画像64と２値画像との各画
素に対して論理和をとり、これにより、第15図に示すよ
うな論理和２値画像を作成する（同240）。すなわち、
いずれか一方の画像の画素が「１」の場合にはこの画素
は「１」とされる。従って、第15図に示すような画像が
得られることになる。次いで、こうして得られた論理和
２値画像に対して「１」の画素のＸ方向及びＹ方向につ
いてそれぞれ相加平均値を求め、重心を算出する（同25
0）。こうして得られる重心位置とウィンドウ36の位置
とから基準穴17の中心位置の座標が求められる（同26
0）。

次いで、比較器58において基準マーク16の座標と基準穴
17の座標とを比較することにより、実際に加工された基
準穴17が基準マーク16に対してどの程度の精度で一致し
ているか判定することができる。

上述のように、基準穴17の２値画像とこれの点対称２値
画像64とが最も一致した状態で論理和をとることにより
作成した論理和２値画像は必ず中心に関して対称な図形
となる。従って、基準穴17の画像が例えば基板の穴あけ
時の切粉によって部分的に非円形の画像となったとして
も、画像は対称な状態に補正され、これの重心位置は基
準穴17の画像が正常な円形の場合の重心と一致する。従
って、基準穴17の中心位置を正確に検出することができ
る。

上述の実施例では、ウィンドウ36をモニターテレビ24上
の左端上から右端下まで移動させて基準穴17の２値画像
と点対称２値画像64とが最も一致する位置を求めるよう
にしたが、第16図に示すフローのように、基準穴17を検
出した位置にあるウィンドウ36よりも所定の寸法だけ大
きい枠70（第17図参照）を設定し（ステップ205）、こ
の枠70内においてウィンドウ36を走査させ、最も一致度
の高い位置を求めるようにすることもできる。これ以外
の操作については前述の第12図に示したフローと同様で
ある。これにより、上述の実施例と比較して画像の一致
度が最も高い位置を求めるための走査時間を短縮するこ
とができる。

（ト）発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、基準穴の２
値画像とこれの点対称２値画像との論理和をとることに
より、基準穴の中心に関して対称な図形を作成し、これ
の重心位置を求めるようにしたので、基板の切粉などに
よる画像不良の影響を受けることなく、基準穴の中心位
置の座標を求めることができる。これにより、基準穴の
位置を正確に求めることができ、基準マークとの一致度
を精密に評価することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は２
値画像を示す図、第３、４、５及び６図はそれぞれ２値
画像上をウィンドウを移動させた状態を示す図、第７図
は基準マーク座標検出のフローを示す図、第８図は基準
穴の２値画像上でウィンドウを移動させている状態を示
す図、第９図は基準穴座標検出のフローを示す図、第10
図はウィンドウ内に基準穴を捕えた状態を示す図、第11
図はウィンドウ内の２値画像から作成した点対称２値画
像を示す図、第12図は基準穴座標を求めるフローを示す
図、第13図は画面上で点対称２値画像を移動させている
状態を示す図、第14図は基準穴の２値画像とこれの点対
称２値画像との最も一致度の高い状態を示す図、第15図
は第14図の論理和をとって作成した論理和２値画像を示
す図、第16図は別の実施例のフローを示す図、第17図は
画面上に設定した枠を示す図である。 10……Ｘ線発生器、12……Ｘ線用ITVカメラ、14……多
層プリント基板、16……基準マーク、17……基準穴、20
……画像メモリー、26……２値画像変換器、28……マー
ク検出器、30……重心演算器、31……基準マーク中心座
標演算器、50……基準穴検出器、51……画像反転器、52
……画像補正器、54……重心演算器、56……基準穴中心
座標演算器、58……比較器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多層プリント基板の内層部に設けられた基
   準マークを目標とした穴あけ加工により形成された基準
   穴の位置を検出する多層プリント基板の基準穴位置検出
   方法において、 基準穴の周辺位置へＸ線を照射し、受像カメラによって
   透過像を得ること、 得られた透過像を２値化して２値画像を得ること、 基準穴よりも大きい枠を有するウィンドウを２値画像内
   で移動させ、（ａ）ウィンドウの中心に基準穴に対応す
   る２値情報があること、（ｂ）ウィンドウの枠上に基準
   穴に対応する２値情報がないこと、及び（ｃ）ウィドウ
   の内に基準穴に対応する２値情報の画素数が所定以上存
   在すること、の（ａ）〜（ｃ）の条件が全部満たされる
   位置を求めること、 上記のようにして求められたウィンドウの位置における
   ウィンドウ内の２値画像の点対称２値画像を作成するこ
   と、 ウィンドウ内の２値画像と作成された点対称２値画像と
   の一致度の最も高い状態における論理和２値画像を作成
   すること、 論理和２値画像の基準穴に対応する２値情報の画素数の
   Ｘ方向及びこれに直交するＹ方向の相加平均値を求める
   こと、 ウィンドウの中心位置及び上記Ｘ方向及びＹ方向の相加
   平均値から基準穴中心位置の座標を求めること、 から構成される多層プリント基板の基準穴位置検出方
   法。
2. 【請求項２】多層プリント基板にＸ線を照射可能なＸ線
   発生器と、多層プリント基板を透過したＸ線から透過像
   を得る受像カメラと、受像カメラによって得られた透過
   像を２値化する２値化手段と、２値画像上の基準穴より
   も大きい枠を有するウィンドウをこれの内側に基準穴の
   画像が包囲される位置まで移動させる基準穴検出手段
   と、基準穴検出手段によって検出された位置におけるウ
   ィンドウ内の２値画像の点対称２値画像を作成する点対
   称２値画像作成手段と、ウィンドウ内の２値画像と点対
   称２値画像との一致度の最も高い状態における論理和２
   値画像を作成する論理和手段と、論理和２値画像内の基
   準穴に対応する２値情報の画素数のＸ方向及びこれに直
   交するＹ方向の相加平均値を求める相加平均手段と、ウ
   ィンドウの中心位置及び上記Ｘ方向及びＹ方向の相加平
   均値から基準穴中心位置の座標を求める基準穴中心座標
   演算手段とから構成される多層プリント基板の基準穴位
   置検出装置。